Uma equipe de químicos liderada pelo Prof. Albert Heck dá uma nova abordagem à análise e compreensão de moléculas. Ao melhorar engenhosamente o equipamento de medição de corrente, a equipe conseguiu capturar e observar moléculas individuais por um período muito mais longo – até 25 segundos. Este tempo de observação prolongado permitiu-lhes ver os detalhes mais sutis das moléculas, melhorando a sua compreensão.



A atualização da precisão é comparável a medir uma diferença de massa de um em um milhão. Heck compara isso a um saco de açúcar. “Essa precisão está relacionada a saber que falta um grão de açúcar em um saco cheio de 1 quilo de açúcar”, diz Heck.

A equipe publicou seus resultados hoje na revista Nature Methods . A sua atualização massiva de resolução poderia beneficiar a fabricação de vacinas e vetores moleculares utilizados na terapia genética.

Mil vezes mais tempo

Tradicionalmente, os químicos usam uma tecnologia chamada espectrometria de massa para examinar a composição das moléculas. Embora isto ofereça análises com níveis substanciais de detalhe, a sua desvantagem é que olha para milhões de moléculas de uma só vez. Isso torna difícil estudar moléculas grandes porque o maior número de moléculas presas interfere umas nas outras.

Então, eles desenvolveram um novo método em que apenas uma única molécula fica presa no chamado Orbitrap enquanto gira fortemente. Ao medir o comportamento de rotação, eles são capazes de analisar a massa e a composição da molécula.

Normalmente, este método só pode gravar sinais por um curto período, normalmente em torno de 25 milissegundos. No seu estudo, os cientistas modificaram o método de aquisição de dados, permitindo-lhes capturar e monitorizar iões individuais durante mil vezes mais tempo, durante uns impressionantes 25 segundos.

Para entender esse avanço, imagine balançar em um balanço por apenas alguns segundos em vez de balançar por um período prolongado. Quanto mais você balança, mais precisamente um observador pode medir seu ritmo e deduzir características sobre você. Da mesma forma, ao capturar íons giratórios por um período prolongado, os cientistas podem capturar informações mais detalhadas sobre sua frequência de rotação e, assim, caracterizar melhor as moléculas.

Ser capaz de medir moléculas gigantes com tantos detalhes poderia abrir caminho para avanços em vários campos, diz Heck. Um exemplo é a produção de moléculas terapêuticas, como vírus, utilizadas clinicamente em terapia genética. Esses vírus são carregados com um gene humano funcionando corretamente que substitui genes errados no DNA de pacientes que sofrem de um distúrbio genético.

Heck diz:"Até agora, os desenvolvedores de vírus de terapia genética não podem realmente verificar se um vírus abriga o gene específico que deveria fornecer. Estima-se que, pelos métodos atuais, apenas 1 a 2 por cento dos vírus de terapia genética produzidos são carregado com sucesso com o gene desejado, isso induz que uma parte substancial dos vírus terapêuticos introduzidos em um paciente não terá efeito”.

Se os desenvolvedores de terapia genética puderem medir melhor a diferença entre vírus “vazios” e “cheios”, eles poderão tornar suas linhas de produção mais eficientes. Heck diz:“Quando se considera que alguns dos tratamentos de terapia genética custam cerca de 1 milhão de euros por tratamento, esta melhoria na eficiência pode ter um impacto benéfico significativo”.

Mais informações: Evolène Deslignière et al, Transientes ultralongos melhoram a sensibilidade e a resolução em espectrometria de massa de íon único baseada em Orbitrap, Nature Methods (2024). DOI:10.1038/s41592-024-02207-8
Fornecido pela Universidade de Utrecht